Fandy Akhmad
Selasa, 16 Juni 2015
Kamis, 07 Mei 2015
Kamis, 09 April 2015
Kamis, 05 Maret 2015
Selasa, 03 Maret 2015
Senin, 05 Januari 2015
CPU
Central
Processing Unit
(CPU) merujuk
kepada perangkat keras komputer yang memahami dan melaksanakan perintah dan
data dari perangkat lunak. Istilah lain, pemroses/prosesor (processor), sering digunakan untuk menyebut CPU. Adapun
mikroprosesor adalah CPU yang diproduksi dalam sirkuit terpadu, seringkali
dalam sebuah paket sirkuit terpadu-tunggal. Sejak pertengahan tahun 1970-an,
mikroprosesor sirkuit terpadu-tunggal ini telah umum digunakan dan menjadi
aspek penting dalam penerapan CPU.
Komponen
CPU
Komponen CPU terbagi menjadi beberapa
macam, yaitu sebagai berikut.
Unit
kontrol yang mampu mengatur jalannya program. Komponen ini
sudah pasti terdapat dalam semua CPU. CPU bertugas mengontrol komputer sehingga
terjadi sinkronisasi kerja antarkomponen dalam menjalankan fungsi-fungsi
operasinya. termasuk dalam tanggung jawab unit kontrol adalah mengambil
intruksi-intruksi dari memori utama dan menentukan jenis instruksi tersebut.
Bila ada instruksi untuk perhitungan aritmatika atau perbandingan logika, maka
unit kendali akan mengirim instruksi tersebut ke ALU. Hasil dari pengolahan data
dibawa oleh unit kendali ke memori utama lagi untuk disimpan, dan pada saatnya
akan disajikan ke alat output. Dengan demikian tugas dari unit kendali ini
adalah:
·
Mengatur dan mengendalikan alat-alat
masukan (input) dan keluaran (output).
·
Mengambil instruksi-instruksi dari
memori utama.
·
Mengambil data dari memori utama (jika
diperlukan) untuk diproses.
·
Mengirim instruksi ke ALU bila ada
perhitungan aritmatika atau perbandingan logika serta mengawasi kerja dari ALU.
·
Menyimpan hasil proses ke memori utama.
Register
merupakan alat penyimpanan kecil yang mempunyai kecepatan akses cukup tinggi,
yang digunakan untuk menyimpan data dan/atau instruksi yang sedang diproses.
Memori ini bersifat sementara, biasanya digunakan untuk menyimpan data saat di
olah ataupun data untuk pengolahan selanjutnya. Secara analogi, register ini
dapat diibaratkan sebagai ingatan di otak bila kita melakukan pengolahan data
secara manual, sehingga otak dapat diibaratkan sebagai CPU, yang berisi
ingatan-ingatan, satuan kendali yang mengatur seluruh kegiatan tubuh dan
mempunyai tempat untuk melakukan perhitungan dan perbandingan logika.
ALU
unit yang bertugas untuk melakukan operasi aritmetika dan operasi logika
berdasar instruksi yang ditentukan. ALU sering di sebut mesin bahasa karena bagian
ini ALU terdiri dari dua bagian, yaitu unit arithmetika dan unit logika boolean
yang masing-masing memiliki spesifikasi tugas tersendiri. Tugas utama dari ALU
adalah melakukan semua perhitungan aritmatika yang terjadi sesuai dengan
instruksi program. ALU melakukan semua operasi aritmatika dengan dasar
penjumlahan sehingga sirkuit elektronik yang digunakan disebut adder.
Tugas lain dari ALU adalah melakukan
keputusan dari suatu operasi logika sesuai dengan instruksi program. Operasi
logika meliputi perbandingan dua operand dengan menggunakan operator logika
tertentu, yaitu sama dengan (=), tidak sama dengan (¹ ), kurang dari (<),
kurang atau sama dengan (£ ), lebih besar dari (>), dan lebih besar atau
sama dengan (³ ).
CPU
Interconnections adalah sistem koneksi dan bus yang
menghubungkan komponen internal CPU, yaitu ALU, unit kontrol dan
register-register dan juga dengan bus-bus eksternal CPU yang menghubungkan
dengan sistem lainnya, seperti memori utama, piranti masukan /keluaran.
Cara
Kerja CPU
Saat data dan/atau instruksi dimasukkan
ke processing-devices, pertama sekali diletakkan di MAA (melalui
Input-storage); apabila berbentuk instruksi ditampung oleh Control Unit di Program-storage,
namun apabila berbentuk data ditampung di Working-storage).
Jika register siap untuk menerima pengerjaan eksekusi, maka Control Unit akan
mengambil instruksi dari Program-storage untuk ditampungkan ke Instruction
Register, sedangkan alamat memori yang berisikan instruksi tersebut ditampung
di Program Counter. Sedangkan data diambil oleh Control Unit dari
Working-storage untuk ditampung di General-purpose
register (dalam hal ini di Operand-register).
Jika berdasar instruksi pengerjaan yang dilakukan adalah arithmatika dan
logika, maka ALU akan mengambil alih operasi untuk mengerjakan berdasar
instruksi yang ditetapkan. Hasilnya ditampung di Akumulator. Apabila hasil
pengolahan telah selesai, maka Control
Unit akan mengambil hasil pengolahan di Accumulator untuk ditampung kembali
ke Working-storage. Jika pengerjaan keseluruhan telah selesai, maka Control Unit akan menjemput hasil
pengolahan dari Working-storage untuk
ditampung ke Output-storage. Lalu
selanjutnya dari Output-storage,
hasil pengolahan akan ditampilkan ke output-devices.
Fungsi
CPU
CPU berfungsi seperti kalkulator, hanya
saja CPU jauh lebih kuat daya pemrosesannya. Fungsi utama dari CPU adalah
melakukan operasi aritmatika dan logika terhadap data yang diambil dari memori
atau dari informasi yang dimasukkan melalui beberapa perangkat keras, seperti
papan tombol, pemindai, tuas kontrol, maupun tetikus. CPU dikontrol menggunakan
sekumpulan instruksi perangkat lunak komputer. Perangkat lunak tersebut dapat
dijalankan oleh CPU dengan membacanya dari media penyimpan, seperti cakram
keras, disket, cakram padat, maupun pita perekam. Instruksi-instruksi tersebut
kemudian disimpan terlebih dahulu pada memori fisik (MAA), yang mana setiap
instruksi akan diberi alamat unik yang disebut alamat memori. Selanjutnya, CPU
dapat mengakses data-data pada MAA dengan menentukan alamat data yang
dikehendaki.
Saat sebuah program dieksekusi, data
mengalir dari RAM ke sebuah unit yang disebut dengan bus, yang menghubungkan
antara CPU dengan MAA. Data kemudian didekode dengan menggunakan unit proses
yang disebut sebagai pendekoder instruksi yang sanggup menerjemahkan instruksi.
Data kemudian berjalan ke unit aritmatika dan logika (ALU) yang melakukan
kalkulasi dan perbandingan. Data bisa jadi disimpan sementara oleh ALU dalam
sebuah lokasi memori yang disebut dengan register supaya dapat diambil kembali
dengan cepat untuk diolah. ALU dapat melakukan operasi-operasi tertentu,
meliputi penjumlahan, perkalian, pengurangan, pengujian kondisi terhadap data
dalam register, hingga mengirimkan hasil pemrosesannya kembali ke memori fisik,
media penyimpan, atau register apabila akan mengolah hasil pemrosesan lagi.
Selama proses ini terjadi, sebuah unit dalam CPU yang disebut dengan penghitung
program akan memantau instruksi yang sukses dijalankan supaya instruksi
tersebut dapat dieksekusi dengan urutan yang benar dan sesuai.
Percabangan
Instruksi
Pemrosesan instruksi dalam CPU dibagi
atas dua tahap, Tahap-I disebut Instruction Fetch, sedangkan Tahap-II disebut
Instruction Execute. Tahap-I berisikan pemrosesan CPU dimana Control Unit mengambil
data dan/atau instruksi dari main-memory ke register, sedangkan Tahap-II
berisikan pemrosesan CPU dimana Control Unit menghantarkan data dan/atau
instruksi dari register ke main-memory untuk ditampung di MAA, setelah
Instruction Fetch dilakukan. Waktu pada tahap-I ditambah dengan waktu pada
tahap-II disebut waktu siklus mesin (machine cycles time).
Penghitung program dalam CPU umumnya
bergerak secara berurutan. Walaupun demikian, beberapa instruksi dalam CPU,
yang disebut dengan instruksi lompatan, mengizinkan CPU mengakses instruksi
yang terletak bukan pada urutannya. Hal ini disebut juga percabangan instruksi
(branching instruction). Cabang-cabang instruksi tersebut dapat berupa cabang
yang bersifat kondisional (memiliki syarat tertentu) atau non-kondisional.
Sebuah cabang yang bersifat non-kondisional selalu berpindah ke sebuah
instruksi baru yang berada di luar aliran instruksi, sementara sebuah cabang
yang bersifat kondisional akan menguji terlebih dahulu hasil dari operasi
sebelumnya untuk melihat apakah cabang instruksi tersebut akan dieksekusi atau
tidak. Data yang diuji untuk percabangan instruksi disimpan pada lokasi yang
disebut dengan flag.
Bilangan
yang dapat ditangani
Kebanyakan CPU dapat menangani dua jenis
bilangan, yaitu fixed-point dan floating-point. Bilangan fixed-point memiliki
nilai digit spesifik pada salah satu titik desimalnya. Hal ini memang membatasi
jangkauan nilai yang mungkin untuk angka-angka tersebut, tetapi hal ini justru
dapat dihitung oleh CPU secara lebih cepat. Sementara itu, bilangan floating-point
merupakan bilangan yang diekspresikan dalam notasi ilmiah, di mana sebuah angka
direpresentasikan sebagai angka desimal yang dikalikan dengan pangkat 10
(seperti 3,14 x 1057). Notasi ilmiah seperti ini merupakan cara yang singkat
untuk mengekspresikan bilangan yang sangat besar atau bilangan yang sangat
kecil, dan juga mengizinkan jangkauan nilai yang sangat jauh sebelum dan
sesudah titik desimalnya. Bilangan ini umumnya digunakan dalam
merepresentasikan grafik dan kerja ilmiah, tetapi proses aritmatika terhadap
bilangan floating-point jauh lebih rumit dan dapat diselesaikan dalam waktu
yang lebih lama oleh CPU karena mungkin dapat menggunakan beberapa siklus detak
CPU. Beberapa komputer menggunakan sebuah prosesor sendiri untuk menghitung
bilangan floating-point yang disebut dengan FPU (disebut juga math
co-processor) yang dapat bekerja secara paralel dengan CPU untuk mempercepat
penghitungan bilangan floating-point. FPU saat ini menjadi standar dalam banyak
komputer karena kebanyakan aplikasi saat ini banyak beroperasi menggunakan
bilangan floating-point.
Selasa, 11 November 2014
Set Intruksi
Set Instruksi didefinisikan sebagai suatu aspek dalam arsitektur
komputer yang dapat dilihat oleh para pemrogram. Secara, ISA ini mencakup jenis
data yang didukung, jenis instruksi yang dipakai, jenis register, mode
pengalamatan, arsitektur memori, penanganan interupsi, eksepsi, dan operasi I/O
eksternalnya (jika ada).
ISA merupakan sebuah
spesifikasi dari kumpulan semua kode-kode biner (opcode) yang diimplementasikan
dalam bentuk aslinya (native form) dalam sebuah desain prosesor tertentu.
Kumpulan opcode tersebut, umumnya disebut sebagai bahasa mesin (machine language)
untuk ISA yang bersangkutan. ISA yang populer digunakan adalah set instruksi
untuk chip Intel x86, IA-64, IBM PowerPC, Motorola 68000, Sun SPARC, DEC Alpha,
dan lain-lain
A. Elemen Instruksi Mesin
Untuk dapat dieksekusi CPU, suatu instruksi harus
berisi elemen informasi yang diperlukan CPU secara lengkap dan jelas.
Elemen – elemennya:
1.
Operation Code (Opcode)
menspesifikasikan operasi yang akan dilakukan. Kode operasi berbentuk kode biner.
menspesifikasikan operasi yang akan dilakukan. Kode operasi berbentuk kode biner.
2.
Source Operand Reference
operasi dapat berasal dari lebih satu sumber. Operand adalah input instruksi.
operasi dapat berasal dari lebih satu sumber. Operand adalah input instruksi.
3.
Result Operand Reference
Merupakan hasil atau keluaran operasi.
Merupakan hasil atau keluaran operasi.
4.
Next Instruction Reference
elemen ini menginformasikan CPU posisi instruksi berikutnya yang harus diambil dan dieksekus.
elemen ini menginformasikan CPU posisi instruksi berikutnya yang harus diambil dan dieksekus.
B. OPERASI-OPERASI SET INSTRUKSI
A. Operasi
set instruksi untuk transfer data :
• MOVE : memindahkan word atau blok dari sumber ke tujuan
• STORE : memindahkan word dari prosesor ke memori.
• LOAD : memindahkan word dari memori ke prosesor.
• EXCHANGE : menukar isi sumber ke tujuan.
• CLEAR/RESET : memindahkan word 0 ke tujuan.
• SET : memindahkan word 1 ke tujuan.
• PUSH : memindahkan word dari sumber ke bagian paling atas stack.
• POP : memindahkan word dari bgian paling atas sumber
• MOVE : memindahkan word atau blok dari sumber ke tujuan
• STORE : memindahkan word dari prosesor ke memori.
• LOAD : memindahkan word dari memori ke prosesor.
• EXCHANGE : menukar isi sumber ke tujuan.
• CLEAR/RESET : memindahkan word 0 ke tujuan.
• SET : memindahkan word 1 ke tujuan.
• PUSH : memindahkan word dari sumber ke bagian paling atas stack.
• POP : memindahkan word dari bgian paling atas sumber
B. Operasi
set instruksi untuk arithmetic :
• ADD : penjumlahan
• SUBTRACT : pengurangan
• MULTIPLY : perkalian
• DIVIDE : pembagian
• ABSOLUTE
• NEGATIVE
• DECREMENT
• INCREMENT
Urutan 5 sampai 8 merupakan instruksi operand tunggal.
• ADD : penjumlahan
• SUBTRACT : pengurangan
• MULTIPLY : perkalian
• DIVIDE : pembagian
• ABSOLUTE
• NEGATIVE
• DECREMENT
• INCREMENT
Urutan 5 sampai 8 merupakan instruksi operand tunggal.
C. Operasi
set instruksi untuk operasi logical :
• AND, OR, NOT, EXOR
• COMPARE : melakukan perbandingan logika.
• 3TEST : menguji kondisi tertentu.
• SHIFT : operand menggeser ke kiri atau kanan menyebabkan konstanta pada ujung bit.
• ROTATE : operand menggeser ke kiri atau ke kanan dengan ujung yang terjalin.
• AND, OR, NOT, EXOR
• COMPARE : melakukan perbandingan logika.
• 3TEST : menguji kondisi tertentu.
• SHIFT : operand menggeser ke kiri atau kanan menyebabkan konstanta pada ujung bit.
• ROTATE : operand menggeser ke kiri atau ke kanan dengan ujung yang terjalin.
D. Operasi
set instruksi untuk conversi :
• TRANSLATE : menterjemahkan nilai-nilai dalam suatu bagian memori berdasrkan tabel korespodensi.
• CONVERT : mengkonversi isi suatu word dari suatu bentuk ke bentuk lainnya.
• TRANSLATE : menterjemahkan nilai-nilai dalam suatu bagian memori berdasrkan tabel korespodensi.
• CONVERT : mengkonversi isi suatu word dari suatu bentuk ke bentuk lainnya.
E. Operasi
set instruksi Input / Ouput :
• INPUT : memindahkan data dari pernagkat I/O tertentu ke tujuan
• OUTPUT : memindahkan data dari sumber tertentu ke perangkat I/O
• START I/O : memindahkan instruksi ke prosesor I/O untuk mengawali operasi I/O
• TEST I/O : memindahkan informasi dari sistem I/O ke tujuan
• INPUT : memindahkan data dari pernagkat I/O tertentu ke tujuan
• OUTPUT : memindahkan data dari sumber tertentu ke perangkat I/O
• START I/O : memindahkan instruksi ke prosesor I/O untuk mengawali operasi I/O
• TEST I/O : memindahkan informasi dari sistem I/O ke tujuan
F. Operasi
set instruksi untuk transfer control :
• JUMP (cabang) : pemindahan tidak bersyarat dan memuat PC dengan alamat tertentu.
• JUMP BERSYARAT : menguji persyaratan tertentu dan memuat PC dengan alamat tertentu atau tidak melakukan apa tergantung dari persyaratan.
• JUMP SUBRUTIN : melompat ke alamat tertentu.
• RETURN : mengganti isi PC dan register lainnya yang berasal dari lokasi tertentu.
• EXECUTE : mengambil operand dari lokasi tertentu dan mengeksekusi sebagai instruksi.
• SKIP : menambah PC sehingga melompati instruksi berikutnya.
• SKIP BERSYARAT : melompat atau tidak melakukan apa-apa berdasarkan pada persyaratan.
• HALT : menghentikan eksekusi program.
• WAIT (HOLD) : melanjutkan eksekusi pada saat persyaratan dipenuhi.
• NO OPERATION : tidak ada operasi yang dilakukan.
G. CONTROL
SYSTEM : Hanya dapat dieksekusi ketika prosesor berada dalam keadaan khusus
tertentu atau sedang mengeksekusi suatu program yang berada dalam area khusus,
biasanya digunakan dalam sistem operasi.• JUMP (cabang) : pemindahan tidak bersyarat dan memuat PC dengan alamat tertentu.
• JUMP BERSYARAT : menguji persyaratan tertentu dan memuat PC dengan alamat tertentu atau tidak melakukan apa tergantung dari persyaratan.
• JUMP SUBRUTIN : melompat ke alamat tertentu.
• RETURN : mengganti isi PC dan register lainnya yang berasal dari lokasi tertentu.
• EXECUTE : mengambil operand dari lokasi tertentu dan mengeksekusi sebagai instruksi.
• SKIP : menambah PC sehingga melompati instruksi berikutnya.
• SKIP BERSYARAT : melompat atau tidak melakukan apa-apa berdasarkan pada persyaratan.
• HALT : menghentikan eksekusi program.
• WAIT (HOLD) : melanjutkan eksekusi pada saat persyaratan dipenuhi.
• NO OPERATION : tidak ada operasi yang dilakukan.
contoh : membaca atau mengubah register kontrol.
Langganan:
Postingan (Atom)